Programmer en Java

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Présentation de Java
Après un très bref historique du langage Java montrant dans quel esprit il a été créé, nous en
présenterons les principales caractéristiques. Nous verrons tout d’abord que Java est un langage objet et nous exposerons les concepts majeurs de la Programmation Orientée Objets.
Puis nous ferons la distinction entre les programmes utilisant une interface console et les programmes utilisant une interface graphique, ce qui nous amènera à parler des possibilités de
programmation événementielle qui sont offertes par Java sous la forme de classes standard.
Enfin, nous montrerons que Java est le premier langage à offrir une portabilité aussi avancée.
1 Petit historique du langage
On peut faire remonter la naissance de Java à 1991. A cette époque, des ingénieurs de chez
SUN ont cherché à concevoir un langage applicable à de petits appareils électriques (on parle
de code embarqué). Pour ce faire, ils se sont fondés sur une syntaxe très proche de celle de
C++, en reprenant le concept de machine virtuelle déjà exploité auparavant par le Pascal
UCSD. L’idée consistait à traduire d’abord un programme source, non pas directement en
langage machine, mais dans un pseudo langage universel, disposant des fonctionnalités communes à toutes les machines. Ce code intermédiaire, dont on dit qu’il est formé de byte
codes1, se trouve ainsi compact et portable sur n’importe quelle machine ; il suffit simplement que cette dernière dispose d’un programme approprié (on parle alors de machine virtuelle) permettant de l’interpréter dans le langage de la machine concernée.
1. Conformément à la tradition, nous n’avons pas cherché à traduire ce terme.
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Présentation de Java
CHAPITRE 1
En fait, ce projet de langage pour code embarqué n’a pas abouti en tant que tel. Mais ces concepts ont été repris en 1995 dans la réalisation du logiciel HotJava, un navigateur Web écrit
par SUN en Java, et capable d’exécuter des applets écrits précisément en byte codes.
Les autres navigateurs Web ont suivi, ce qui a contribué à l’essor du langage qui a beaucoup
évolué depuis cette date, sous forme de versions successives : 1.01 et 1.02 en 1996, 1.1 en 98
et 1.2 (finalement rebaptisée Java 2) en 1999, 1.3 en 2000, 1.4 en 2002, 1.5 en 2004 (toujours
appelées Java 2).
2 Java et la Programmation Orientée Objets
La P.O.O. (Programmation Orientée Objets) possède de nombreuses vertus universellement
reconnues désormais. Notamment, elle ne renie pas la programmation structurée (elle se
fonde sur elle), elle contribue à la fiabilité des logiciels et elle facilite la réutilisation de code
existant. Elle introduit de nouveaux concepts, en particulier ceux d’objets, d’encapsulation,
de classe et d’héritage.
2.1 Les concepts d’objet et d’encapsulation
En programmation structurée, un programme est formé de la réunion de différentes procédures et de différentes structures de données généralement indépendantes de ces procédures.
En P.O.O., un programme met en oeuvre différents objets. Chaque objet associe des données
et des méthodes agissant exclusivement sur les données de l’objet. Notez que le vocabulaire
évolue quelque peu : on parlera de méthodes plutôt que de procédures ; en revanche, on
pourra utiliser indifféremment le mot données ou le mot champ.
Mais cette association est plus qu’une simple juxtaposition. En effet, dans ce que l’on pourrait qualifier de P.O.O. "pure", on réalise ce que l’on nomme une encapsulation des données.
Cela signifie qu’il n’est pas possible d’agir directement sur les données d’un objet ; il est
nécessaire de passer par ses méthodes, qui jouent ainsi le rôle d’interface obligatoire. On traduit parfois cela en disant que l’appel d’une méthode est en fait l’envoi d’un message à
l’objet.
Le grand mérite de l’encapsulation est que, vu de l’extérieur, un objet se caractérise uniquement par les spécifications de ses méthodes, la manière dont sont réellement implantées les
données étant sans importance. On décrit souvent une telle situation en disant qu’elle réalise
une abstraction des données (ce qui exprime bien que les détails concrets d’implémentation
sont cachés). A ce propos, on peut remarquer qu’en programmation structurée, une procédure
pouvait également être caractérisée (de l’extérieur) par ses spécifications, mais que, faute
d’encapsulation, l’abstraction des données n’était pas réalisée.
L’encapsulation des données présente un intérêt manifeste en matière de qualité de logiciel.
Elle facilite considérablement la maintenance : une modification éventuelle de la structure
des données d’un objet n’a d’incidence que sur l’objet lui-même ; les utilisateurs de l’objet
ne seront pas concernés par la teneur de cette modification (ce qui n’était bien sûr pas le cas
2 - Java et la Programmation Orientée Objets
avec la programmation structurée). De la même manière, l’encapsulation des données facilite
grandement la réutilisation d’un objet.
2.2 Le concept de classe
Le concept de classe correspond simplement à la généralisation de la notion de type que l’on
rencontre dans les langages classiques. En effet, une classe n’est rien d’autre que la description d’un ensemble d’objets ayant une structure de données commune et disposant des
mêmes méthodes. Les objets apparaissent alors comme des variables d’un tel type classe (en
P.O.O., on dit aussi qu’un objet est une instance de sa classe). Bien entendu, seule la structure
est commune, les valeurs des champs étant propres à chaque objet. En revanche, les méthodes sont effectivement communes à l’ensemble des objets d’une même classe.
Lorsque, comme cela arrive parfois dans l’écriture d’interfaces graphiques, on est amené à ne
créer qu’un seul objet d’une classe donnée, la distinction entre les notions d’objet et de classe
n’est pas toujours très évidente.
En revanche, lorsque l’on dispose de plusieurs objets d’une même classe, le principe
d’encapsulation s’appliquera à la classe et non à chacune de ses instances, comme nous le
verrons.
2.3 L’héritage
Un autre concept important en P.O.O. est celui d’héritage. Il permet de définir une nouvelle
classe à partir d’une classe existante (qu’on réutilise en bloc !), à laquelle on ajoute de nouvelles données et de nouvelles méthodes. La conception de la nouvelle classe, qui hérite des
propriétés et des aptitudes de l’ancienne, peut ainsi s’appuyer sur des réalisations antérieures
parfaitement au point et les spécialiser à volonté. Comme on peut s’en douter, l’héritage facilite largement la réutilisation de produits existants, d’autant plus qu’il peut être réitéré autant
de fois que nécessaire (la classe C peut hériter de B, qui elle-même hérite de A).
Cette technique s’appliquera aussi bien aux classes que vous serez amenés à développer
qu’aux très nombreuses classes (plus de 1700) fournies en standard avec Java 2.
Certains langages, tels C++, offrent la possibilité d’un héritage multiple : une même classe
peut hériter simultanément de plusieurs autres. Ce n’est pas le cas de Java, mais nous verrons
que la notion d’interface permet de traiter plus élégamment les situations correspondantes.
2.4 Java est presque un pur langage de P.O.O.
Certains langages ont été conçus pour appliquer à la lettre les principes de P.O.O. C’est
notamment le cas de Simula, Smalltalk et de Eiffel. Dans ce cas, tout est objet (ou instance de
classe) et l’encapsulation des données est absolue. Les procédures sont obligatoirement des
méthodes, ce qui revient à dire qu’il n’existe pas de procédures indépendantes, c’est-à-dire
susceptibles de s’exécuter indépendamment de tout objet.
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